水泥微制粒工艺提高新疆某金矿堆浸速度试验

金琪琳

(新疆金川矿业有限公司)

新疆某金矿石金品位0.90 g/t，属贫硫化物半氧化微细粒浸染型硅化低品位金矿石。长期生产实践发现，减小金矿石粒度可以有效提高浸出率，因此通过技术改造增设高压辊磨设备以减小入堆矿石粒度。由于高压辊磨产品中粉矿含量较高，严重影响堆浸场矿堆的渗透性，矿石浸出速度降低，生产周期明显延长。

针对上述矛盾，近年来，我国科技工作者不断开展金矿石先制粒再入堆堆浸氰化工艺研究，从制粒方法的选择到试验室柱浸试验、扩大试验直至工业试验均取得了较好的成果，目前制粒技术也趋于完善和成熟[1-5]。根据新疆某金矿选矿厂生产现场实际情况，确定碎矿产品中-0.074 mm的粉矿是影响金矿石渗透性的主要因素，因此考虑采取向入堆矿石中添加水泥进行微制粒的工艺方案，以改善矿石渗透性、缩短生产周期。

1 矿石性质

新疆某金矿中含金硅化构造岩型金矿石占矿石总量的80%以上，矿石矿物成分比较简单，有用矿物主要为自然金。金属矿物以硫化矿物为主，氧化矿物次之。其中硫化矿物以黄铁矿为主，次为毒砂，闪锌矿、方铅矿少量，黄铜矿微量；氧化矿物以褐铁矿、黄钾铁钒为主，次为磁铁矿、白钛矿和孔雀石；脉石矿物主要为石英，含量高达85%～90%，次为高岭石、绢云母等。矿石矿物组成见表1，化学多元素分析结果见表2，金物相分析结果见表3。

表1 矿石矿物组成 %

表2 矿石化学多元素分析结果%

注：Au、Ag的含量单位为g/t。

表3 矿石金物相分析 %

表1～表3表明，矿石中主要有价元素为金，同时含有少量的银，金、银可在氰化浸出的过程中同时回收；包裹金、粒间金合计占总金的90%以上，这部分金可以通过减小破碎产品粒度，使金颗粒充分暴露、解离，从而顺利与氰化物接触反应，大幅度提高金浸出率。

2 水泥微制粒工艺

实际生产现场进入堆浸的矿石是颚式破碎机、圆锥破碎机及高压辊磨破碎机的破碎产品。筛析结果表明，矿石中-0.074 mm含量达11.07%，粉矿含量较大。若直接堆浸，由于细粒迁移和矿泥的膨胀会堵塞矿堆，使浸出液无法通过矿堆，堆浸无法顺利进行。因此需要保证浸出液均匀流过矿堆，同时要具备良好的渗透性(即较快的渗透速度)。如果采用传统的水泥制粒工艺，不仅会限制堆浸工艺矿石处理能力，还会大幅度增加资金投入和生产成本，因此考虑直接向矿石产品中添加水泥并补加水分，在皮带运输和矿仓中矿石下落的过程实现矿石的搅拌，从而达到水泥微制粒、改善矿石渗透性的目的。

3 水泥微制粒工艺柱浸试验

3.1 试验原料与方法

3.1.1 试验原料

试验原料为入堆原矿，矿石水分2%，粒度组成见表4。

表4 矿石粒度组成

从表4可以看出，矿石粒度P80约4.5 mm，其中-0.074 mm含量11.07%。分析认为该矿石中粉矿的来源主要有两部分：一是原生矿泥即原矿石中所含的高岭土、云母等矿物；二是在矿石破碎过程中新产生的次生矿泥。

3.1.2 试验方法

人工添加水泥、石灰，并补加水分，矿石制粒水耗约0.04 m3/t。然后人工搅拌，使水泥、石灰与矿石混匀后装入φ300 mm、高2 m的PVC柱浸管道，采用滴淋方式添加浸出药剂进行浸出试验。

3.2 试验结果与讨论

3.2.1 柱浸试验

取同一批矿石样品，进行水泥微制粒工艺柱浸试验。各组矿石质量均为60 kg，金品位0.80 g/t，水分2.5%，补加水后矿石水分5.5%。按3.1.2试验方法进行7组柱浸试验，对比不同水泥、石灰用量下金的浸出效果。

准确记录试验开始和柱体底部浸出液出水时间，以此计算各组试验的渗透速度。在试验进行期间，每天取浸出贵液样品化验金品位，直至贵液金品位不再上升后，改用清水连续3 d进行滴淋洗矿作业，洗矿结束后进行卸料并对尾矿进行取样分析，以此计算各组试验的实际浸出率。具体试验条件见表5，水泥微制粒工艺柱浸试验结果见表6。

表5 试验分组及条件

表6 柱浸试验结果

从表5、表6可以看出，添加水泥进行微制粒以后，在浸出率基本不变的前提下，矿石渗透性得到了很大提高，渗透速度可提高一倍以上。试验过程中发现，第1组试验矿石表面出现了少量积水，其他组别矿石表面均未出现积水现象。从节约成本、提升经济效益的角度出发，选择第5组试验条件(水泥用量4.0 kg/t、石灰用量3.0 kg/t、矿石水分5.5%)进行下一步的极限滴淋强度测定试验。

3.2.2 极限滴淋强度测定试验

确定添加水泥对矿石进行微制粒后矿石浸出液的极限滴淋强度，对实际生产有着很重要的指导意义。极限滴淋强度测定试验仍采用柱浸试验方式进行，同一批矿石样品分成4组，各组矿石质量均为60 kg，石灰用量3 kg/t，水泥用量4 kg/t。通过调节各组试验滴淋液的滴淋强度，观察矿石表面是否出现积水现象，以此确定水泥微制粒后矿石极限滴淋强度，试验结果见表7。

表7 极限滴淋强度测定试验结果

从表7可以看出，矿石经水泥微制粒加工后，浸出液极限滴淋强度可以达到 25 L/(h·m2)以上。考虑到实际生产中运矿车辆对矿堆的压实作用及其他因素，建议采用15～20 L/(h·m2)的滴淋强度进行生产。

3.3 工业试验

柱浸试验结果为工业试验提供了可靠的工艺参数，工业试验设计每个试验堆场18 m×15 m，堆高2 m。堆场底面用推土机碾压数次，底垫为1层彩条布和1层塑料薄膜及1层土工布，可有效防止渗漏。

3.3.1 工业试验条件

矿石筛分—破碎—制粒—筑堆工序采用机械化作业，无法准确计算矿量。工业试验现场通过对每辆运矿车辆所载矿石分别进行地磅称重、取样后汇总得出准确的入堆矿石质量、金品位、矿石水分等数据，见表8。

表8 工业试验条件

表9 工业试验堆场矿石粒度组成

3.3.2 工业试验过程

配制0.05%的NaCN溶液进行滴淋试验，滴淋工作制度为连续性滴淋，浸出液经活性炭吸附后根据剩余氰根浓度补加药剂后返回矿堆进行再次滴淋作业，期间根据实际需要补加水量以保持矿石水分。滴淋强度控制在10～12 L/(h·m2)，吸附设备由5个φ400 mm×1.7 m的聚丙乙烯塑料圆柱形吸附塔串联而成。

在吸附过程中连续取样，分别对每天的浸出贵液和吸附后的贫液进行取样化验，计算金浸出率与吸附率，并据此绘制理论浸出率变化曲线。试验进行至50 d时，贵液品位已降至0.08 mg/L，连续观察5 d，浸出液金品位不再变化后采用清水对矿堆进行清洗，反复进行5 d后在矿堆上按照2.5 m×2.5 m的密度采用网格法对尾矿进行取样，以加权平均法计算出尾矿的最终品位，以此计算矿石实际浸出率。

3.3.3 工业试验结果

工业试验过程中，2组堆场理论浸出率变化见图1，工业试验实际浸出结果见表10。

图1 工业试验堆场理论浸出率曲线表10 工业试验浸出结果

组别矿石金品位/(g/t)尾渣金品位/(g/t)金浸出率/%1#0.760.2567.112#0.780.2567.95

4 结 论

新疆某金矿石金品位0.900 g/t，采用氰化堆浸工艺进行金的提取生产。通过在入堆矿石运输皮带上直接添加4 kg/t水泥、3 kg/t石灰并补加适量水至矿石水分为5.5%，对入堆矿石进行水泥微制粒工艺处理，并确定了浸出液极限滴淋强度为15～20 L/(h·m2)，有效降低了-0.074 mm粉矿对矿石渗透性的影响，解决了为提高金浸出率而降低矿石粒度而出现的矿石渗透性下降、矿石表面易积水的问题，加快了矿石的浸出速度，缩短了生产周期。水泥微制粒工艺成本低、流程简单、易于操作，能显著提高生产效率，在堆浸生产领域具有一定的推广使用价值。